泸定大渡河桥重力锚碇基础形式研究

第四纪冰期形成的冰碛土在中国西部广泛分布,其力学性质好,覆盖深厚。该文以泸定大渡河桥为依托,通过理论分析和数值模拟研究了将冰碛土作为重力锚基础的地基持力层时,不同基础形式对锚碇稳定性的影响,得出带齿坎的斜向扩大基础是一种既受力良好又经济的基础形式,可为西部建设类似工程提供借鉴。

泸定大渡河兴康特大桥抗震设计关键技术

泸定大渡河兴康特大桥主桥为1 100m单跨钢桁梁悬索桥,针对该桥桥址区地震动参数高的特点,开展结构抗震设计关键技术研究。基于延性抗震设计理念提出耗能型中央扣,将防屈曲钢支撑用作中央扣杆件,防屈曲钢支撑的两端以铰接形式与缆、梁连接,只承受轴向力,不产生弯矩。基于组合设计思想提出波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁,利用预应力混凝土顶板和底板抗弯、高强度钢腹板抗剪。对比耗能型中央扣与传统刚性、柔性中央扣对悬索桥抗震性能的影响;对比波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁与普通钢筋混凝土、钢桥塔横梁的抗震性能,并对组合桥塔横梁进行缩尺模型试验,结果表明:铰接式耗能型中央扣能显著改善高烈度震区大跨径悬索桥的抗震性能;波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁具有良好的综合抗震性能,连接构造安全可靠。

基于经验值分解及Elman神经网络的桥址区风速预测

准确的风速预测对于保障强风区的桥梁及行车安全是十分必要的。但因风速波动性大,非平稳性质强,准确预测较为困难。为提高预测精度,研究中采用EMD-Elman预测模型。将预测性能良好的Elman神经网网络融入经验值分解技术,以降低风速时程的非平稳性质。以大渡河大桥桥址区的实测风速作为算例验证。系统地研究了EMD-Elman模型的预测效果,并将其与Elman神经网络及被广泛采用的持续法和差分自回归移动平均模型进行对比。结果显示,融入经验值分解技术后,EMD-Elman模型预测性能有大幅提升;较Elman神经网络、持续法和差分自回归移动平均模型而言,EMD-Elman模型预测性能最为优越,可用于桥址区风速预测。

斜拉桥索塔锚固区小半径预应力束理论伸长值研究

针对小半径预应力束的实测伸长值比理论伸长值偏大这一现象,分析了影响小半径预应力束伸长值的各种因素,指出了小半径预应力束伸长值的构成特点。从研究张拉过程中小半径预应力束在波纹管内的位置变化入手,得出预应力束由理想状态至波纹管变形前几何长度的变化量,引入挤压系数ξ,给出了小半径预应力束的附加伸长值的计算公式,并提出了小半径预应力束因波纹管形变引起的几何伸长值的计算方法。最后,通过多个模型数据对提出的小半径预应力束伸长值的计算方法进行校验。结果表明,实测伸长值与理论伸长值的偏差基本可控制在规范规定的±6%以内,完全能够满足小半径预应力束张拉的控制要求。

干热河谷区大跨度钢桁梁悬索桥颤振性能研究

针对某跨越干热河谷区深大峡谷的千米级钢桁梁悬索桥,通过节段模型风洞试验对其颤振性能进行了研究,确保了结构的颤振稳定性。首先,采用ANSYS软件对桥梁结构的动力特性进行了计算分析。然后,设计了相应的试验模型,并分析了竖弯阻尼比和扭转阻尼比对桥梁颤振性能的影响。最后,提出了一种气动优化措施使桥梁的颤振稳定性满足要求。研究结果表明:该钢桁梁悬索桥的颤振形态以扭转振动为主,因此,扭转阻尼比的改变对其颤振性能的影响将明显大于竖弯阻尼比;大风攻角来流下桥梁的颤振临界风速将会降低,如果封闭桥面系的中央开槽并在其下侧设置竖向中央稳定板,可以使该悬索桥的颤振临界风速满足颤振检验风速的要求。

悬索桥岩基力学参数试验研究

为研究隧道锚碇围岩的力学性质,以某悬索桥岩基——蚀变二长花岗岩为研究对象,开展了室内试验及现场原位试验,得到其物理力学参数试验值。结合现场实际地质情况,给出了蚀变二长花岗岩的物理力学参数建议值。研究结果不仅可为悬索桥隧道锚碇围岩稳定性分析提供依据,也可为类似工程条件岩体力学性质的研究提供借鉴。

柏溪金沙江特大桥设计

柏溪金沙江特大桥主桥为预应力混凝土连续刚构桥,跨径布置为(140+249+140)m;引桥分别为47.5 m、33 m简支T梁和20 m简支空心板梁。主要介绍大桥的设计特点。

大跨度斜拉桥混凝土索塔区侧壁竖向拉-压杆模型研究

大跨度斜拉桥预应力混凝土索塔锚固区容易开裂,本文采用拉-压杆模型对锚固区竖向受力及预应力锚固范围进行研究。根据索塔锚固区受力平衡原理和几何关系,建立索塔锚固区侧壁竖向拉-压杆模型,得到简便实用的拉-压杆受力计算公式,且公式计算值与专业软件CAST计算值相同。计算结果表明:在索力竖向分力的作用下,侧壁产生拉应力的高度范围是恒定的,且只与主塔几何尺寸有关,与索力大小无关;在索力竖向分力的作用下,距离索力作用点越近,侧壁高度方向上拉力越大。研究结果可供索塔锚固区环向预应力设计参考。

宜宾长江大桥总体设计

宜宾长江大桥主桥为预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(184+460+184)m。主要介绍大桥的总体设计特点。

大跨钢桁结合梁悬索桥现浇桥面板拉应力优化研究

为改善大跨钢桁结合梁悬索桥现浇桥面板的拉应力,解决现浇桥面板在负弯矩区易开裂的问题,以四川卡哈洛金沙江大桥(主跨1030 m的钢桁结合梁悬索桥)为背景,对现浇桥面板拉应力优化进行研究。采用有限元软件BNLAS建立桥梁三维模型,通过施工阶段分析揭示现浇桥面板拉应力产生的机理,研究浇筑长度、桥面板浇筑顺序、工作面数量3个因素对浇筑后桥面板与钢桁梁应力的影响。结果表明:减小现浇桥面板浇筑长度可有效降低其浇筑后最大拉应力,但当浇筑长度较小时,继续减小浇筑长度对降低桥面板拉应力的效果会减弱;不同桥面板浇筑顺序对桥面板浇筑后的应力有较大影响,将工作面在主跨范围内均匀布置可以得到较优的应力;增加工作面数量可进一步降低桥面板的拉应力,降低浇筑过程中钢桁梁杆件最大应力,工作面数量从2个增加到4个,对降低现浇桥面板浇筑后最大拉应力效果较好。建议该桥现浇桥面板施工采用浇筑长度84 m、工作面数量4个、工作面沿主跨均匀布置的方案。

混凝土结构的拉-压杆模型设计方法

本文回顾了拉-压杆模型设计方法的发展历程,论述了拉-压杆模型设计方法的基本原理、建模方法和设计流程。拉-压杆模型设计方法是对空间问题的简化分析,既能解决空间效应问题,又易于工程应用,具有广阔的应用前景。

宜宾长江大桥主梁压重段有限元分析

针对宜宾长江大桥主梁压重段进行有限元分析,考虑主梁纵横向预应力、汽车荷载和自重作用,对比不同压重下的主梁空间应力状态,特别是主梁底板的应力状态,得出合理的压重方案。

斜拉桥拉索风—雨致振动特性风洞试验研究

以宜宾长江大桥为工程背景,在对斜拉索特性进行统计的基础上,确定了有代表性的模型风洞试验参数。通过较为系统的模型风洞试验,讨论了来流风速、索水平倾角、来流风向角、降雨量及结构阻尼比等对斜拉索风—雨致振动性能的影响。研究结果表明:在α=25°3、0°且β=25°、30°、35°组合情况下斜拉索易发生雨振,其中心发振风速约为12m/s;斜拉索在小雨甚至'毛毛雨'的情况下易发生雨振;斜拉索雨振对结构阻尼比较为敏感。

高海拔高温差深切峡谷桥址区日常大风成因

为探讨高海拔高温差深切峡谷桥址区日常大风的成因,采用CAW600-RT型四要素自动气象站、手持风速仪及便携式温度计,对大渡河大桥桥址区风特性进行实测,分析了桥位处平均风速与温度、日照及地形地貌等的相关性.结果表明:大渡河大桥位于高海拔高温差深切峡谷内,桥址区几乎每天下午起风,平均风速常达10 m/s以上;根据成因,桥位处的大风可分为2类,一类受大尺度大气环流影响,另一类受小尺度范围内热力驱动而产生日常大风,并受局部地形及随时间变化的日照的影响;桥位处日常大风出现的频率较高,虽不控制桥梁的设计基准风速,但影响桥梁的耐久性和行车舒适性.

混凝土结构拉-压杆模型的检算方法

比较了各国规范关于压杆和结点区混凝土的有效抗压强度系数的取值,结合拉-压杆模型的特点,给出了模型检算的详尽计算公式,并指出了模型优化的必要性和模型优化的多种手段。检算方法易于普通桥梁设计者掌握应用。

大跨度斜拉桥风洞试验和计算分析的一致性研究

为考查大跨度斜拉桥风洞试验和计算分析两种研究方法间的一致性,以宜宾长江大桥为工程背景,针对该桥最大单悬臂状态,采用有限元方法分析结构静风响应,采用频域随机振动分析方法计算结构的抖振响应,并将计算分析得到的静风响应和抖振响应与气弹模型风洞试验结果进行对比分析,讨论了计算分析和风洞试验两种研究方法各自的精度以及两者间存在差异的原因。研究表明:对于较为显著的响应,两种方法的分析结果在总体上是一致的。

广州珠江黄埔大桥总体方案构思

广州珠江黄埔大桥主要由主航道南汊桥、辅航道北汊桥和引桥组成。以辅航道北汊主桥为主,介绍南、北汊主桥总体设计方案的构思,其中包括对桥位建设条件的理解,5个设计方案的总体构思和结构特点。

下稳定板形式对兴康特大桥颤振性能的影响

雅康高速泸定大渡河兴康特大桥跨越干热河谷区深大峡谷,其桥面中央设置了竖向稳定板以提高结构在复杂风环境下的颤振稳定性。对于钢桁加劲梁而言,下稳定板的布置形式具有一定的可变性,为了进一步优化下稳定板的抑振效果,研究了不同形式的下稳定板对该桥颤振性能的影响。首先,通过风洞试验测试了不同位置的单稳定板及不同形式的分离式稳定板对颤振临界风速的影响。然后,建立简化的二维CFD模型,通过气动力输入能量的大小及流场的变化规律对相应的气动机理进行了解释。研究结果表明:设置稳定板后,各个攻角下的颤振临界风速均得到不同的提高,尤其是在负攻角下。当负攻角的绝对值较大时,扭转运动的不稳定性成为了颤振发生的主要原因,稳定板通过阻碍漩涡移动、改变漩涡大小和增大迎风侧桥面板下侧负压区强度的方式提高扭转稳定性,因此,将中央稳定板设置为分离式竖向稳定板的效果更好。

大跨度悬索桥耗能型中央扣的创新应用

本文从能力设计的角度出发,以泸定大渡河特大桥为研究对象,创新地提出了在高烈度地震区的悬索桥采用耗能型中央扣的思路。耗能型中央扣首次将防屈曲钢支撑构件应用于悬索桥,对其结构构造和设计参数的取值进行了详尽的分析,可为今后同类型桥梁的设计提供参考。

泸定大渡河兴康特大桥施工阶段抗风性能试验研究

为分析泸定大渡河兴康特大桥在施工过程中的抗风性能,本文通过风洞试验开展了相应的研究,确保了结构施工态的抗风稳定性。首先,对该悬索桥在施工过程中的各个阶段进行了ANSYS模拟,并通过理论公式估算了结构的颤振临界风速,分别按照正对称、反对称扭弯组合确定了施工过程中的最不利阶段。然后,基于前期分析结果进一步设计了节段模型试验,对该悬索桥施工过程中的涡激性能和颤振性能进行了测试。研究结果表明,干热河谷深大峡谷地区的来流风往往具有较大的攻角,这时,在吊装钢桁梁的过程中暂不进行桥面系施工可以极大的减小结构对风的阻碍,提高结构自身的抗风稳定性。